闪锌矿与铁闪锌矿的选矿活化剂及铁精矿浮选降锌的方法与流程

374 编辑：中冶有色技术网来源：长沙矿冶研究院有限责任公司

2023-10-08 14:32:03

1.本发明属于矿物加工技术领域，尤其涉及一种闪锌矿与铁闪锌矿的选矿活化剂及铁精矿浮选降锌的方法。

背景技术：

2.目前，我国铁精矿入炉标准是锌含量低于0.1％，某些大型钢铁公司在生产高纯铁精矿时要求锌含量低于0.02％。铁精矿中锌的含量超标，不仅直接影响钢材的品质，还会导致炼钢过程中高炉煤气流分布失常、风口上翘、耐火砖破损、炉墙粘接和结瘤、崩料、休风率增高等诸多问题，影响高炉的正常生产。因此，提高高端特钢的品质，确保炼铁高炉的顺行，需要尽可能降低铁精矿中的锌含量。

3.铁精矿中的有害杂质锌一般以闪锌矿或铁闪锌矿的形式存在。尽管闪锌矿没有磁性，可以通过磁选的方式脱除，但难以脱除到锌含量低于0.02％的程度，需要通过浮选来深度除锌。当铁精矿中的锌主要以铁闪锌矿形式存在时，脱除难度更大。含铁6％以上的闪锌矿称为铁闪锌矿，由铁原子以类质同象的形式置换闪锌矿晶格中的锌原子转变而成。铁闪锌矿中铁含量的高低影响其磁性强弱，一般铁含量越高，磁性愈强，磁选时越容易进入到磁性精矿产品中。铁闪锌矿的可浮性与矿物中的铁含量负相关，当矿物中铁含量升高，矿物晶格参数增大，矿物的水化作用变强，天然可浮性降低。

4.在实际生产中，闪锌矿与铁闪锌矿常表现出浮游性差，对介质敏感等特点，其可浮性远小于其他硫化物。因此，不经活化的闪锌矿与铁闪锌矿的浮选非常困难，而活化是闪锌矿与铁闪锌矿浮选中的重要环节。目前工业上活化闪锌矿与铁闪锌矿的活化剂一般有硫酸铜、氯化铵、硝酸铅及其组合活化剂。虽然这些活化剂确实能活化闪锌矿与铁闪锌矿，但作为铁精矿深度脱锌活化剂存在以下缺陷：(1)活化作用并不突出，难以实现铁精矿的深度降锌(比如将锌含量降低至0.02％以下)；(2)铁损失量大，上述药剂在弱酸性或碱性条件下的活化性能较好，且铜离子本身也能活化铁矿物，因而，一部分弱磁选铁精矿不可避免的进入锌精矿，造成铁的大量损失。专利cn1817468a和cn101816979a公开了一种以铜和氨的配位化合物([cu(nh3)x]2+，式中x＝1～8)为铁闪锌矿与闪锌矿的浮选活化剂及其制备方法；专利cn108940604a公开了一种复合铁闪锌矿活化剂的制备方法，将硫酸铜、硝酸铅、硫化钠、氧化石蜡皂和月桂酸在高温高压下反应制得。这些公开的闪锌矿与铁闪锌矿浮选活化剂，虽然提高了药剂的选择性活化与抑制性能，可以在低ph值(7～11)条件下进行活化，但是仍然不适合于铁精矿的深度浮选降锌，大量铁矿进入锌精矿，铁损失量大。

技术实现要素：

[0005]

本发明的目的是针对现有相关技术中存在的技术问题，提供一种方法简单、活化性能好、能有效降低锌含量且铁损失小的闪锌矿与铁闪锌矿活化剂及铁精矿浮选降锌的方法。

[0006]

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

[0007]

一种闪锌矿与铁闪锌矿的选矿活化剂，所述活化剂为氨基酸或包含氨基酸的混合物；所述氨基酸为天门冬氨酸、天门冬氨酸盐酸盐、谷氨酸、谷氨酸盐酸盐、苏氨酸、丝氨酸中的一种或几种。

[0008]

氨基酸的氨基端和羧基端能与许多金属离子形成五元或六元螯合环，可作金属离子的螯合剂，在本发明中，主要是从铁精矿中脱锌，需要氨基酸具有优良的螯合作用，因此优选上述含多齿配体的氨基酸。对于其它的多齿配体氨基酸，比如酪氨酸、赖氨酸等，由于远端的羟基或氨基距离太远，对金属离子的配位作用不大，没有上述多齿配体氨基酸的效果好。

[0009]

优选的，所述包含氨基酸的混合物为氨基酸的水溶液或氨基酸的酸溶液；所述氨基酸的酸溶液由氨基酸与酸混合制成，所述酸为盐酸或硫酸。进一步从环保角度出发，优选加硫酸。

[0010]

本发明中，包含氨基酸的混合物为氨基酸的酸溶液时，氨基酸中加入酸的目的有两个：

①

可提高天门冬氨酸、谷氨酸等的溶解度；

②

为闪锌矿和铁闪锌矿的活化浮选创造较低的ph值环境。

[0011]

作为一个总的发明构思，本发明还提供了一种铁精矿浮选降锌的方法，包括以下步骤：

[0012]

(1)在弱磁选铁精矿矿浆中加入上述所述的活化剂，搅拌均匀；

[0013]

(2)在经过步骤(1)处理后的矿浆中加入捕收剂，混合搅拌后，再加入起泡剂，搅拌均匀后开始充气进行浮选粗选，分离出大部分已解离的闪锌矿与铁闪锌矿；

[0014]

(3)在经步骤(2)处理后得到的矿浆中加入捕收剂，混合搅拌后，再加入起泡剂，搅拌均匀后开始充气进行浮选精选，分离出连生的闪锌矿与铁闪锌矿，得到铁精粉。

[0015]

铁精矿中闪锌矿和铁闪锌矿的脱除效率与磨矿细度、浮选给矿浓度、活化剂种类及用量、捕收剂结构及用量、起泡剂类别及用量、矿浆ph值等因素密切相关。本发明对步骤(1)～(3)中的各参数进行优选。

[0016]

优选的，所述步骤(1)中，所述弱磁选铁精矿矿浆的给矿浓度为30％～60％，给矿粒度为?0.045mm占40％～100％；所述氨基酸的添加量为1kg/t～8kg/t，并使矿浆ph值为3.0～6.0。

[0017]

进一步优选的，所述弱磁选铁精矿矿浆的给矿浓度为30％～50％，给矿粒度为?0.045mm占65％～90％；所述氨基酸的添加量为3kg/t～6kg/t，并使矿浆ph值为4～5.5。

[0018]

优选的，所述步骤(2)和步骤(3)中，所述捕收剂为丁基黄药、异丁基黄药、戊基黄药、异戊基黄药、己基黄药、甲基异丁基黄药、异辛基黄药中的至少一种；所述捕收剂的添加量为50～400g/t；

[0019]

所述起泡剂为松油醇、甲基异丁基甲醇、bk60中的至少一种；所述起泡剂的添加量为15～100g/t。

[0020]

进一步优选的，所述步骤(2)和步骤(3)中，所述捕收剂均为戊基黄药，所述起泡剂均为松油醇；

[0021]

所述步骤(2)中，所述戊基黄药的添加量为150～300g/t，所述松油醇的添加量为50～90g/t；

[0022]

所述步骤(3)中，所述戊基黄药的添加量为60～150g/t，所述松油醇的添加量为20～40g/t。

[0023]

优选的，所述步骤(2)中，浮选粗选的时间为5～10min，所述步骤(3)中，浮选精选的时间为3～6min。

[0024]

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0025]

(1)本发明解决了闪锌矿与铁闪锌矿的活化难题。本发明中公开的氨基酸及其盐酸盐活化剂具有多活化功能耦合协同的作用：

①

优异的螯合作用，能将罩盖在闪锌矿与铁闪锌矿表面的亲水物质fe(oh)3、zn(oh)2、ca(oh)2等螯合成可溶性配合物，化学清洗剥离出矿物新鲜表面，便于捕收剂吸附；

②

定向氧化能力，能提闪锌矿与铁闪锌矿的氧化电位，诱导闪锌矿与铁闪锌矿表面氧化生成疏水性的so或s2o，提高其可浮性；

③

提高闪锌矿与铁闪锌矿表面定位离子浓度，压缩或破坏矿物表面水化层，提升捕收剂的作用效能。应用本发明所述的活化剂及其铁精矿浮选降锌方法，可以对铁精矿中的锌杂质进行深度脱除，可将锌含量降低至0.02％以下。

[0026]

(2)本发明的活化剂不仅能显著活化闪锌矿与铁闪锌矿，而且活化磁黄铁矿的能力也突出，能在铁精矿降锌的同时同步脱除硫。

[0027]

(3)本发明的活化剂活化选择性高，不活化铁矿物，且能在活化闪锌矿与铁闪锌矿的同时，调节矿浆ph值至较低值，克服了常规活化剂硫酸铜、硝酸铅活化选择性不高，泡沫产品产率大，磁性铁矿进入锌精矿，铁损失大的问题。

[0028]

(4)本发明的铁精矿浮选降锌的方法步骤简单，只需增加浮选作业，可操作性强，在给矿中锌含量接近0.1％的情况下，采用本发明的铁精矿浮选降锌方法，再加入本发明的闪锌矿与铁闪锌矿活化剂进行一次粗选和一次精选可以浮出绝大部分闪锌矿与铁闪锌矿，精选后的铁精矿锌含量可以降低到0.02％以下，得到的铁精粉可以满足各大钢铁公司生产高纯特钢的原料要求。

具体实施方式

[0029]

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

[0030]

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

[0031]

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

[0032]

实施例1：

[0033]

某含锌铁矿，弱磁选铁精矿中的锌含量为0.048％，其中闪锌矿中的锌含量为0.022％，铁闪锌矿中的锌含量为0.021％，锌铁尖晶石中的锌含量为0.005％，锌含量超过用户0.02％的质量要求。

[0034]

采用本发明的闪锌矿与铁闪锌矿选矿活化剂及铁精矿浮选降锌的方法进行脱锌处理，具体包括以下步骤：

[0035]

(1)在给矿浓度为34％、给矿粒度?0.045mm占80％的弱磁选铁精矿中按6kg/t的有效用量添加l?天门冬氨酸溶液(即l?天门冬氨酸的添加量为6kg/t)，搅拌3min，矿浆ph值调至4.5；该l?天门冬氨酸溶液为由l?天门冬氨酸中加入硫酸(硫酸的质量分数为30％)配制而成，溶液中l?天门冬氨酸的质量分数为10％。

[0036]

(2)将经过步骤(1)处理得到的矿浆中加入戊基黄药捕收剂，添加量为200g/t，混合搅拌2min，再加入松油醇起泡剂，添加量为80g/t，混合搅拌1min，充气进行粗选，粗选时间为5min，分离出大部分已解离的闪锌矿与铁闪锌矿，该大部分锌被浮出来进入泡沫产品。

[0037]

(3)在经过步骤(2)处理得到的矿浆中再次加入戊基黄药捕收剂，添加量为100g/t，混合搅拌2min，再次加入松油醇，添加量为27g/t，混合搅拌1min，充气进行精选，精选时间为3min，分离出连生的闪锌矿与铁闪锌矿，进一步降低铁精矿中的锌含量，最终得到铁精粉和泡沫产品。

[0038]

本实施例中的l?天门冬氨酸活化剂与采用上述工艺过程的硫酸铜活化剂的浮选对比试验结果见表1。

[0039]

表1活化剂硫酸铜和l?天门冬氨酸的对比试验结果

[0040][0041][0042]

由表1可见，采用l?天门冬氨酸活化剂，经过上述工艺过程，铁精粉中的锌含量能降低到0.016％，获的铁精粉中tfe的回收率为95.26％，而传统的硫酸铜活化剂，采用相同的工艺过程，获得的铁精粉中的锌含量为0.030％，tfe的回收率仅为84.43％。

[0043]

实施例2：

[0044]

某含锌铁矿，弱磁选铁精矿中的锌含量为0.063％，其中闪锌矿中的锌含量为0.031％，铁闪锌矿中的锌含量为0.024％，锌铁尖晶石中的锌含量为0.008％，锌含量超过用户0.02％的质量要求。

[0045]

采用本发明的闪锌矿与铁闪锌矿选矿活化剂及铁精矿浮选降锌的方法进行脱锌处理，具体包括以下步骤：

[0046]

(1)在给矿浓度为40％、给矿粒度?0.045mm占70％的弱磁选铁精矿中按4kg/t的有效用量添加谷氨酸盐酸盐溶液(即谷氨酸盐酸盐的添加量为4kg/t)，搅拌3min，矿浆ph值调至5.1；该谷氨酸盐酸盐溶液由谷氨酸盐酸盐直接加水配制而成，溶液中谷氨酸盐酸盐的质量分数为15％。

[0047]

(2)在上述矿浆中加入戊基黄药捕收剂，添加量为200g/t，混合搅拌2min，再加入松油醇为起泡剂，添加量为80g/t，混合搅拌1min，充气进行粗选，粗选时间为5min，分离出大部分已解离的闪锌矿与铁闪锌矿，该大部分锌被浮出来进入泡沫产品。

[0048]

(3)在步骤(2)后的矿浆中再次加入戊基黄药捕收剂，添加量为100g/t，混合搅拌2min，再次加入松油醇，添加量为27g/t，混合搅拌1min，充气进行精选，精选时间为3min，分离出连生的闪锌矿与铁闪锌矿，进一步降低铁精矿中的锌含量，最终得到铁精粉和泡沫产

品。

[0049]

本实施例中的谷氨酸盐酸盐活化剂与采用上述工艺过程的硫酸合四氨合铜([cu(nh3)4]·so4)活化剂的浮选对比试验结果见表2。

[0050]

表2活化剂硫酸合四氨合铜和谷氨酸盐酸盐的对比试验结果

[0051][0052]

由表2可见，采用谷氨酸盐酸盐活化剂，经过上述工艺过程，铁精粉中的锌能降低到0.018％，获的铁精粉中tfe的回收率为96.47％，而硫酸合四氨合铜配合物活化剂，采用相同的工艺过程，获得的铁精粉中的锌含量为0.030％，tfe的回收率为90.85％。

[0053]

实施例3：

[0054]

某含锌铁矿，弱磁选铁精矿中的锌含量为0.075％，其中闪锌矿中的锌含量为0.038％，铁闪锌矿中的锌含量为0.031％，氧化锌中的锌含量为0.006％，锌含量超过用户0.02％的质量要求。

[0055]

采用本发明的闪锌矿与铁闪锌矿选矿活化剂及铁精矿浮选降锌的方法进行脱锌处理，具体方法同实施例2，不同点在于：步骤(1)中，在弱磁选铁精矿中加入谷氨酸溶液，该谷氨酸溶液为由谷氨酸中加入硫酸(硫酸质量分数为30％)配制成的溶液，溶液中谷氨酸的质量分数为10％。

[0056]

本实施例中的谷氨酸活化剂与采用上述工艺过程的硫酸铜+氯化铵组合活化剂的浮选对比试验结果见表3。

[0057]

表3活化剂硫酸铜+氯化铵和谷氨酸的对比试验结果

[0058][0059]

由表3可见，采用谷氨酸活化剂，经过上述工艺过程，铁精粉中的锌能降低到0.019％，获的铁精粉中tfe的回收率为96.95％，而传统的硫酸铜+氯化铵组合活化剂，采用相同的工艺过程，获得的铁精粉中的锌含量为0.033％，tfe的回收率仅为90.05％。

[0060]

实施例4：

[0061]

某含锌铁矿，弱磁选铁精矿中的锌含量为0.086％，其中闪锌矿中的锌含量为

0.045％，铁闪锌矿中的锌含量为0.032％，氧化锌中的锌含量为0.009％，锌含量超过用户0.02％的质量要求。

[0062]

采用本发明的闪锌矿与铁闪锌矿选矿活化剂及铁精矿浮选降锌的方法进行脱锌处理，具体方法同实施例1，不同点在于：步骤(1)中，在弱磁选铁精矿中加入丝氨酸溶液，该丝氨酸溶液由丝氨酸直接加水配制而成，溶液中丝氨酸的质量分数为5％。

[0063]

本实施例中的丝氨酸活化剂与采用上述工艺过程的硝酸铅活化剂的浮选对比试验结果见表4。

[0064]

表4活化剂硝酸铅和丝氨酸的对比试验结果

[0065][0066]

由表4可见，采用丝氨酸活化剂，经过上述工艺过程，铁精粉中的锌能降低到0.019％，获的铁精粉中tfe的回收率为96.03％，而传统的硝酸铅活化剂，采用相同的工艺过程，获得的铁精粉中的锌含量为0.025％，tfe的回收率仅为88.03％。技术特征：

1.一种闪锌矿与铁闪锌矿的选矿活化剂，其特征在于，所述活化剂为氨基酸或包含氨基酸的混合物；所述氨基酸为天门冬氨酸、天门冬氨酸盐酸盐、谷氨酸、谷氨酸盐酸盐、苏氨酸、丝氨酸中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的闪锌矿与铁闪锌矿的选矿活化剂，其特征在于，所述包含氨基酸的混合物为氨基酸的水溶液或氨基酸的酸溶液；所述氨基酸的酸溶液由氨基酸与酸混合制成，所述酸为盐酸或硫酸。3.一种铁精矿浮选降锌的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在弱磁选铁精矿矿浆中加入如权利要求1或2所述的活化剂，搅拌均匀；(2)在经过步骤(1)处理后的矿浆中加入捕收剂，混合搅拌后，再加入起泡剂，搅拌均匀后开始充气进行浮选粗选，分离出大部分已解离的闪锌矿与铁闪锌矿；(3)在经步骤(2)处理后得到的矿浆中加入捕收剂，混合搅拌后，再加入起泡剂，搅拌均匀后开始充气进行浮选精选，分离出连生的闪锌矿与铁闪锌矿，得到铁精粉。4.根据权利要求3所述的铁精矿浮选降锌的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述弱磁选铁精矿矿浆的给矿浓度为30％～60％，给矿粒度为?0.045mm占40％～100％；所述氨基酸的添加量为1kg/t～8kg/t，并使矿浆ph值为3.0～6.0。5.根据权利要求4所述的铁精矿浮选降锌的方法，其特征在于，所述弱磁选铁精矿矿浆的给矿浓度为30％～50％，给矿粒度为?0.045mm占65％～90％；所述氨基酸的添加量为3kg/t～6kg/t，并使矿浆ph值为4～5.5。6.根据权利要求3所述的铁精矿浮选降锌的方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中，所述捕收剂为丁基黄药、异丁基黄药、戊基黄药、异戊基黄药、己基黄药、甲基异丁基黄药、异辛基黄药中的至少一种；所述捕收剂的添加量为50～400g/t；所述起泡剂为松油醇、甲基异丁基甲醇、bk60中的至少一种；所述起泡剂的添加量为15～100g/t。7.根据权利要求6所述的铁精矿浮选降锌的方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中，所述捕收剂均为戊基黄药，所述起泡剂均为松油醇；所述步骤(2)中，所述戊基黄药的添加量为150～300g/t，所述松油醇的添加量为50～90g/t；所述步骤(3)中，所述戊基黄药的添加量为60～150g/t，所述松油醇的添加量为20～40g/t。8.根据权利要求3～7中任一项所述的铁精矿浮选降锌的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，浮选粗选的时间为5～10min，所述步骤(3)中，浮选精选的时间为3～6min。

技术总结

本发明涉及一种闪锌矿与铁闪锌矿的选矿活化剂及铁精矿浮选降锌的方法，该活化剂为氨基酸或包含氨基酸的混合物；氨基酸为天门冬氨酸、天门冬氨酸盐酸盐、谷氨酸、谷氨酸盐酸盐、苏氨酸、丝氨酸中的一种或几种。利用此活化剂使铁精矿浮选降锌的方法是在弱磁选铁精矿矿浆中加入该活化剂，再加入捕收剂和起泡剂，进行一次粗选和一次精选，浮出闪锌矿和铁闪锌矿，得到的铁精矿中锌含量低至0.02％以下，铁损失量小于5％。本发明解决了闪锌矿与铁闪锌矿常规活化剂活化选择性差、铁精矿中锌杂质难以深度脱除、降锌过程铁损失大的问题，且方法简单，易操作，降锌效果好，可将锌降至0.02％以下，满足高纯铁精矿对锌杂质的含量要求。满足高纯铁精矿对锌杂质的含量要求。

技术研发人员：陈雯许海峰王秋林程征何富超

受保护的技术使用者：长沙矿冶研究院有限责任公司

技术研发日：2021.05.24

技术公布日：2021/10/8

声明：

“闪锌矿与铁闪锌矿的选矿活化剂及铁精矿浮选降锌的方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。

我是此专利(论文)的发明人(作者)